用于沥青路面自修复的金属合金材料及其应用的制作方法

本发明涉及沥青路面技术领域，尤指一种用于沥青路面自修复的金属合金材料及其应用。

背景技术：

一直以来，沥青道路或路面的维修和养护是被动的，一旦发生车辙、裂缝、推拥等常见的沥青路面病害，一般会采用灌浆填缝、铣刨补料、铣刨重铺等技术措施来维修和养护。这些传统而常规的措施和工艺技术不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且制造噪声、粉尘、烟气等污染。此外，常规的道路养护措施还造成修复的沥青路面不美观。

目前，本领域技术人员已经研发出了能够对沥青路面进行自动修复的技术，例如，通过将修复胶囊植入沥青路面，通过修复胶囊的自修复来实现沥青路面的自修复，这类技术可以避免制造噪声、粉尘、烟气等污染，且降低了人力、物力和财力的耗费。但这类技术对沥青路面的修复不具有持续性，导致对沥青路面修复的次数有限，尤其发生过病害的区域，只能实现1～2次的自动修复。

因此，本申请人致力于提供一种新型的用于沥青路面自修复的金属合金材料及其应用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供用于沥青路面自修复的金属合金材料及其应用，金属合金材料可以用于对沥青路面进行长期、可持续的自动修复，这种沥青路面自修复技术的成本低，对环境的影响小。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于沥青路面自修复的金属合金材料，所述金属合金材料为马氏体钢；所述金属合金材料在外力作用下发生变形，对变形后的金属合金材料进行电、磁或热扫描至其温度超过第一预设温度，撤去所述电、磁或热扫描后，所述金属合金材料恢复变形前的形状；所述金属合金材料为钛基合金、镍基合金或铁基合金；所述金属合金材料为条形或者丝状。

优选地，所述金属合金材料的变形幅度为0～10％。

优选地，所述钛基合金为Ti-Nb基、Ti-Ta基或Ti-Zr基合金；所述镍基合金为Ni-Cu基、Ni-Cr基、Ni-Mo基、Ni-Cr-Mo(W)基或Ni-Cr-Mo-Cu基合金；所述铁基合金为Fe-Mn-Si基、Fe-Ni-Co-X基、Fe-Pt基或Fe-Pd基合金。

优选地，所述金属合金材料的长度为0.01～30m；和/或；所述金属合金材料的横截面的最大直径为0.1～10mm。

本发明还公开了一种可自修复的沥青路面，包括：沥青混合料层；金属合金层，平铺于所述沥青混合料层中，包括多个上述金属合金材料，且相邻所述金属合金材料之间具有间隙。

优选地，所述金属合金层的重量占比为0.2～2％；和/或；在所述金属合金材料的长度方向的垂直方向上，所述金属合金材料之间的间距为0.01～0.1m。

本发明还公开了一种修复上述沥青路面的方法：在沥青路面的变形区域处进行电、磁或热扫描，使所述变形区域中的金属合金材料的温度超过第一预设温度，所述金属合金材料的马氏体相消失，撤去所述电、磁或热扫描后，所述金属合金材料恢复变形前的形状，所述金属合金材料带动所述沥青路面的变形区域恢复变形前的形状。

本发明还公开了一种上述可自修复的沥青路面的铺设方法，包括步骤：

S10：铺设第一沥青混合料层，第一沥青混合料层的厚度为第一预设厚度；

S20：在所述第一沥青混合料层上铺设所述金属合金层，所述金属合金层包括多个所述金属合金材料；

S30：在所述第一沥青混合料层上铺设第二沥青混合料层，第二沥青混合料层的厚度为第二预设厚度，且所述第二沥青混合料层覆盖所述金属合金层；

S40：在所述第二沥青混合料层上进行压实。

优选地，在所述步骤S10中，用第一摊铺机铺设所述第一沥青混合料层；在所述步骤S30中，用第二摊铺机铺设所述第二沥青混合料层；所述第一摊铺机和所述第二摊铺机之间的间距为10～30m。

优选地，在步骤S20中，所述金属合金层包括多排金属合金材料，多排所述金属合金材料沿着第一方向并排平行设置，每排金属合金材料中均包括多个金属合金材料，且所述金属合金材料的延伸方向与所述第一方向垂直；在步骤S30中，所述第二沥青混合料层沿着所述第一方向铺设。

本发明的用于沥青路面自修复的金属合金材料、可自修复的沥青路面及其自修复方法、铺设方法可以实现以下任意一种有益效果。

1、本发明的用于沥青路面自修复的金属合金材料安装在沥青路面中，沥青路面变形会导致金属合金材料的变形，对金属合金材料进行电、磁或热扫描至其温度超过第一预设温度，从而使金属合金材料的马氏体相消失，逐渐转变为奥氏体相，当电、磁或热扫描撤去后，金属合金材料恢复马氏体相，且恢复到变形前的形状，并带动沥青路面恢复变形前的形状，从而实现沥青路面的自修复。

2、本发明的可自修复的沥青路面结构简单，只需通过电、磁或热扫描变形区域，就可以完成自修复过程，其自修复操作便捷、效率高、成本低，并且不会污染环境，符合环保要求。

3、本发明的可自修复的沥青路面在铺设过程中，金属合金材料的延伸方向与第二沥青混合料层的铺设方向垂直，这样设置可以避免金属合金材料在铺设第二沥青混合料层的过程中被带走，从而有利于金属合金层的铺设。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明的可自修复的沥青路面的一种具体实施例的结构示意图；

图2是图1所示的可自修复的沥青路面的剖视图。

附图标号说明：

沥青混合料层10，第一沥青混合料层11，第一沥青混合料层12；

金属合金层20，金属合金材料21。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一

实施例一公开了一种用于沥青路面自修复的金属合金材料，金属合金材料为马氏体钢；金属合金材料在外力作用下发生变形，对变形后的金属合金材料进行电、磁或热扫描至其温度超过第一预设温度，撤去电、磁或热扫描后，金属合金材料恢复变形前的形状；金属合金材料为钛基合金、Ti-Nb基；金属合金材料为条形或者丝状。其中，第一预设温度为金属合金材料的马氏体相变温度。

具体的，金属合金材料的变形幅度为0～10％。

具体的，金属合金材料的长度为0.01～30m，例如：0.05m、0.5m、1.9m、5.8m、12m、19m、25m或29m等，金属合金材料的横截面的最大直径为0.1～10mm，例如：0.6mm、1.3mm、3.8mm、5.5mm、7.3mm、8.6mm或9.6mm等。

当然了，在其他实施例中，用于沥青路面自修复的金属合金材料的变形幅度还可以大于10％；金属合金材料还可以为Ti-Ta基或Ti-Zr基合金；金属合金材料还可以为镍基合金，镍基合金为Ni-Cu基、Ni-Cr基、Ni-Mo基、Ni-Cr-Mo(W)基或Ni-Cr-Mo-Cu基合金；金属合金材料还可以为铁基合金，所述铁基合金为Fe-Mn-Si基、Fe-Ni-Co-X基、Fe-Pt基或Fe-Pd基合金；另外，金属合金材料的长度及横截面的直径均可以根据实际需要进行调整，此处不再赘述。

实施例二

如图1和图2所示，本实施例公开了一种可自修复的沥青路面，包括：沥青混合料层10，包括第一沥青混合料层11及铺设在第一沥青混合料层11上的第二沥青混合料层12，；金属合金层20，平铺于沥青混合料层10中，包括多个上述金属合金材料21，且相邻所述金属合金材料21之间具有间隙。

具体的，金属合金层的重量占比为0.2～2，例如0.3％、0.8％、1.2％、1.6％或1.9％等；在所述金属合金材料的长度方向的垂直方向上，所述金属合金材料之间的间距为0.01～0.1m，例如0.03m、0.05m、0.06m、0.075m或0.09m等。

具体的，金属合金层包括多排金属合金材料，多排所述金属合金材料沿着第一方向(即图1中所示的水平方向)并排平行设置，每排金属合金材料中均包括多个金属合金材料，且金属合金材料的延伸方向(即图1中所示的竖直方向)与第一方向垂直；第二沥青混合料层沿着第一方向铺设。这样设置可以避免金属合金材料在铺设第二混合料层时位置保持相对稳定，从而使第二沥青混合料层可以有效覆盖金属合金层。

当然了，在其他实施例中，金属合金层的重量占比、相邻金属合金材料之间的间距以及金属合金材料与第二沥青混合料层的铺设方向之间的夹角均可以根据实际需要进行调整，此处不再赘述。

实施例三

当沥青路面发生变形时，变形的沥青路面中的金属合金材料也会发生变形。本实施例公开了一种修复实施例二中的沥青路面的方法，在沥青路面的变形区域处进行电、磁或热扫描，使所述变形区域中的金属合金材料的温度超过第一预设温度，金属合金材料的马氏体相消失，逐渐转变为奥氏体相，撤去所述电、磁或热扫描后，金属合金材料从奥氏体相变为马氏体相，并恢复变形前的形状，同时，金属合金材料带动沥青路面的变形区域恢复变形前的形状。

在具体实施时，电、磁或热扫描的具体实施装置可以根据需要进行具体选择。

实施例四

实施例四公开了一种上述可自修复的沥青路面的铺设方法，包括步骤：

S10：铺设第一沥青混合料层，第一沥青混合料层的厚度为第一预设厚度；

S20：在第一沥青混合料层上铺设金属合金层，金属合金层包括多个金属合金材料；

S30：在第一沥青混合料层上铺设第二沥青混合料层，第二沥青混合料层的厚度为第二预设厚度，且第二沥青混合料层覆盖金属合金层；

S40：在第二沥青混合料层上进行压实。

在本铺设方法中，第一沥青混合料层和第二沥青混合料层的总厚度即为沥青混合料层的总厚度，金属合金层位于两层沥青混合料层之间。

具体的，在步骤S10中，用第一摊铺机铺设第一沥青混合料层；在步骤S30中，用第二摊铺机铺设第二沥青混合料层；第一摊铺机和第二摊铺机之间的间距为10～30m，例如：13m、15m、18m、22m、24.5m、27m或29m等。这样设置可以保证两层沥青混合料层可以进行独立铺设，另外，还提高了沥青路面的铺设效率。

具体的，在步骤S20中，金属合金层包括多排金属合金材料，多排金属合金材料沿着第一方向并排平行设置，每排金属合金材料中均包括多个金属合金材料，且金属合金材料的延伸方向与第一方向垂直；在步骤S30中，第二沥青混合料层沿着第一方向铺设。这样设置便于在铺设第二混合料层时，可以有效覆盖金属合金层。

当然了，在其他具体实施例中，两层沥青混合料层可以用同一台摊铺机进行铺设；此外，金属合金材料的延伸方向与第二沥青混合料的铺设方向还可以设为平行或者互成一定角度，例如15°、23°、36°、48°、59°、65°、73°或88°等。

相比常规传统沥青路面修复工艺与技术，本发明的沥青路面自动修复合金材料及应用工艺无须对沥青路面病害进行灌缝、铣刨填坑、铣刨重铺等处理，只须用电、磁和热三种形式能量中的一种予以扫描即可，高效直接。同时本发明也可以避免常规传统修复过程中产生噪声、粉尘、烟气等污染物的产生，洁净环保。相比类似自动修复技术，本发明的金属合金材料可实现自动修复沥青路面10000次以上，远高于现有技术的1次-2次的修复次数。

另外，本发明的金属合金材料既可在旧沥青路面修复的过程中应用，又可在新修沥青路面的过程中使用，应用过程简单，无破坏，相比之下，现有类似技术的自动修复材料在沥青混合料的生产和施工过程中容易受各种机械力的作用而破坏。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。